JP7768024B2 - Electronic control unit - Google Patents
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Description
本発明は、電子制御装置に関する。 The present invention relates to an electronic control device.
例えば車載用の電子制御装置（以下、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）と称する）においては、機能の向上や不具合の解消等を目的としてプログラムを書き換え可能に構成されている。この種のＥＣＵは、不正なプログラムの書き換えを未然に回避する構成として複数の認証処理を順番に実施する構成となっている。例えば特許文献１には、エンティティ認証処理と書き換え認証処理との２つの認証処理を実施する構成が開示されている。 For example, in-vehicle electronic control units (hereinafter referred to as ECUs (Electronic Control Units)) are configured to allow their programs to be rewritten in order to improve functionality or resolve malfunctions. This type of ECU is configured to perform multiple authentication processes in sequence to prevent unauthorized program rewriting. For example, Patent Document 1 discloses a configuration that performs two authentication processes: entity authentication processing and rewrite authentication processing.
しかしながら、特許文献１に開示されている構成では、エンティティ認証及び書き換え認証が順番に突破されると、プログラムが不正に書き換えられてしまう虞がある。 However, with the configuration disclosed in Patent Document 1, if entity authentication and rewrite authentication are breached in sequence, there is a risk that the program may be illegally rewritten.
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、不正なプログラムの書き換えを適切に未然に回避することができる電子制御装置を提供することにある。 The present invention was made in consideration of the above circumstances, and its purpose is to provide an electronic control device that can appropriately prevent unauthorized program rewriting.
請求項１に記載した発明によれば、外部から更新データが転送されることでプログラムを書き換える際に複数の認証処理を順番に実施する。前記複数の認証処理をそれぞれ実施する複数の認証処理部（３，４）と、外部からの不正な認証要求を検知すると、前記複数の認証のうち少なくとも一つの認証方法を変更する認証方法変更判定部（５）と、を備える。前記複数の認証処理部は、先行する第１認証処理を実施する第１認証処理部（３）と、後続する第２認証処理を実施する第２認証処理部（４）と、を含む。前記認証方法変更判定部は、前記第１認証の認証結果が前記第１認証処理部により正常であると特定され、前記第２認証の認証結果が前記第２認証処理部により異常であると特定されると、外部からの不正な認証要求を検知し、前記第１認証の認証方法を変更する。外部からの不正な認証要求を検知すると、前記複数の認証のうち少なくとも一つの認証方法を変更することで、不正なプログラムの書き換えを適切に未然に回避することができる。
According to the invention described in claim 1, multiple authentication processes are performed sequentially when a program is rewritten in response to update data transferred from an external device. The system includes multiple authentication processing units (3, 4) that perform the multiple authentication processes, respectively, and an authentication method change determination unit (5) that changes at least one authentication method among the multiple authentication processes upon detecting an unauthorized authentication request from an external device. The multiple authentication processing units include a first authentication processing unit (3) that performs a preceding first authentication process and a second authentication processing unit (4) that performs a subsequent second authentication process. When the first authentication processing unit determines that the authentication result of the first authentication is normal and the second authentication processing unit determines that the authentication result of the second authentication is abnormal, the authentication method change determination unit detects the unauthorized authentication request from an external device and changes the authentication method of the first authentication. By changing at least one authentication method among the multiple authentication processes upon detecting an unauthorized authentication request from an external device, unauthorized program rewriting can be appropriately prevented.
以下、一実施形態について図面を参照して説明する。図１に示すように、ＥＣＵ１は、例えば車載用のＥＣＵであり、駆動系の制御を行う装置、ＡＤＡＳ（Advanced Driving Assistant System）系の制御を行う装置、マルチメディア系の制御を行う装置等である。 One embodiment will be described below with reference to the drawings. As shown in Figure 1, ECU 1 is, for example, an in-vehicle ECU, and is a device that controls the drive system, an ADAS (Advanced Driving Assistant System), a multimedia system, or the like.
ＥＣＵ１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏ等を有するマイコンを主体とする制御部２を備える。制御部２は、非遷移的実体的格納媒体に格納されているコンピュータプログラムを実行することでコンピュータプログラムに対応する処理を実施し、ＥＣＵ１の動作を制御する。ＥＣＵ１は、機能の向上や不具合の解消等を目的としてプログラムを書き換え可能に構成されている。ＥＣＵ１は、プログラムの書き換えを制御するリプログツール６と車載ネットワークを介して接続されている。車載ネットワークは、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）（登録商標）、ＦＬＥＸＲＡＹ（登録商標）、ＣＸＰＩ（Clock Extension Peripheral Interface）（登録商標）等である。 ECU1 is equipped with a control unit 2, primarily consisting of a microcomputer with a CPU, RAM, ROM, I/O, etc. The control unit 2 executes computer programs stored in a non-transient physical storage medium to perform processing corresponding to the computer programs and control the operation of ECU1. ECU1 is configured so that the programs can be rewritten to improve functionality, resolve malfunctions, etc. ECU1 is connected to a reprogramming tool 6, which controls program rewriting, via an in-vehicle network. Examples of in-vehicle networks include CAN (Controller Area Network) (registered trademark), FLEXRAY (registered trademark), and CXPI (Clock Extension Peripheral Interface) (registered trademark).
リプログツール６は、更新データをＥＣＵ１へ転送すると共に書き換え指示をＥＣＵ１へ通知し、プログラムの書き換えをＥＣＵ１に実施させる。即ち、ＥＣＵ１は、リプログツール６から更新データが転送されると共に書き換え指示が通知されることでプログラムの書き換えを実施する。 The reprogramming tool 6 transfers the update data to the ECU 1 and notifies the ECU 1 of a rewrite instruction, causing the ECU 1 to rewrite the program. In other words, the ECU 1 rewrites the program when the update data is transferred from the reprogramming tool 6 and the rewrite instruction is notified.
ＥＣＵ１は、プログラムの書き換えを実施する前処理として認証処理を実施する。具体的には、ＥＣＵ１は、最初にリプログツール６からエンティティ認証要求を受信すると、エンティティ認証処理を実施する。ＥＣＵ１は、エンティティ認証処理の認証結果が正常であると、リプログツール６からの書き換え認証要求の受信を待機し、続いてリプログツール６から書き換え認証要求を受信すると、書き換え認証処理を実施する。ＥＣＵ１は、書き換え認証処理の認証結果が正常であると、リプログツール６からの更新データの転送及び書き換え指示の通知を許容し、プログラムの書き換えを実施する。 ECU1 performs authentication processing as a preprocessing step before rewriting the program. Specifically, when ECU1 first receives an entity authentication request from the reprogramming tool 6, it performs entity authentication processing. If the authentication result of the entity authentication processing is normal, ECU1 waits to receive a rewrite authentication request from the reprogramming tool 6, and then performs rewrite authentication processing when it receives a rewrite authentication request from the reprogramming tool 6. If the authentication result of the rewrite authentication processing is normal, ECU1 allows the transfer of update data and notification of a rewrite instruction from the reprogramming tool 6, and performs the program rewrite.
制御部２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ及びこれらの構成を接続するバスライン等を含むマイコンを主体として構成されている。制御部２は、予め記憶されているプログラムをＣＰＵで実行することによるソフトウェア処理、専用の電子回路によるハードウェア処理による制御を実行し、ＥＣＵ１の動作を制御する。制御部２は、機能毎に、第１認証処理部に相当するエンティティ認証処理部３と、第２認証処理部に相当する書き換え認証処理部４と、認証方法変更判定部５とを備える。 The control unit 2 is primarily composed of a microcomputer including a CPU, ROM, RAM, I/O, and bus lines connecting these components. The control unit 2 controls the operation of the ECU 1 by executing software processing by running pre-stored programs in the CPU, and hardware processing by dedicated electronic circuits. For each function, the control unit 2 comprises an entity authentication processing unit 3 corresponding to the first authentication processing unit, a rewrite authentication processing unit 4 corresponding to the second authentication processing unit, and an authentication method change determination unit 5.
エンティティ認証処理部３は、外部からエンティティ認証要求を受信すると、エンティティ認証用の鍵情報と暗号エンジンとを用いてエンティティ認証処理を実施する。この場合、エンティティ認証用の鍵情報及び暗号エンジンはそれぞれ複数が用意されている。エンティティ認証処理部３は、複数のエンティティ認証用の鍵情報の中から何れか一つを選定すると共に複数の暗号エンジンの中から何れか一つを選定して認証方法を決定し、その決定した認証方法を用いてエンティティ認証処理を実施する。エンティティ認証処理部３は、エンティティ認証処理を実施すると、そのエンティティ認証の認証結果を認証方法変更判定部５へ通知する。 When the entity authentication processing unit 3 receives an entity authentication request from an external device, it performs entity authentication processing using entity authentication key information and a cryptographic engine. In this case, multiple pieces of entity authentication key information and multiple cryptographic engines are provided. The entity authentication processing unit 3 selects one piece of entity authentication key information from the multiple pieces of entity authentication key information and one piece of cryptographic engines to determine the authentication method, and performs entity authentication processing using the determined authentication method. After performing entity authentication processing, the entity authentication processing unit 3 notifies the authentication method change determination unit 5 of the authentication result of the entity authentication.
エンティティ認証処理部３は、外部からエンティティ認証要求を受信すると、その受信したエンティティ認証要求の要求パターンを予め定められている正常な要求パターンと照合し、エンティティ認証要求が正常な要求パターンであるか否かを判定する。エンティティ認証処理部３は、エンティティ認証要求が正常な要求パターンでないと判定すると、エンティティ認証結果の異常を認証方法変更判定部５及びリプログツール６へ通知する。認証方法変更判定部５は、エンティティ認証の失敗回数を所定回数と照合し、エンティティ認証の失敗回数が所定回数以上であるか否かを判定する。認証方法変更判定部５は、エンティティ認証の失敗回数が所定回数以上であると判定すると、エンティティ認証の認証結果が異常であることを記憶する。 When the entity authentication processing unit 3 receives an entity authentication request from outside, it compares the request pattern of the received entity authentication request with a predetermined normal request pattern and determines whether the entity authentication request has a normal request pattern. If the entity authentication processing unit 3 determines that the entity authentication request does not have a normal request pattern, it notifies the authentication method change determination unit 5 and the reprogramming tool 6 of an abnormality in the entity authentication result. The authentication method change determination unit 5 compares the number of entity authentication failures with a predetermined number and determines whether the number of entity authentication failures is equal to or greater than the predetermined number. If the authentication method change determination unit 5 determines that the number of entity authentication failures is equal to or greater than the predetermined number, it stores the fact that the authentication result of the entity authentication is abnormal.
エンティティ認証処理部３は、エンティティ認証要求が正常な要求パターンであると判定すると、その受信したエンティティ認証要求のデータフォーマットを予め定められている正常なデータフォーマットと照合し、その受信したエンティティ認証要求が正常なデータフォーマットであるか否かを判定する。エンティティ認証処理部３は、エンティティ認証要求が正常なデータフォーマットでないと判定すると、エンティティ認証結果の異常を認証方法変更判定部５及びリプログツール６へ通知する。認証方法変更判定部５は、エンティティ認証の失敗回数を所定回数と照合し、エンティティ認証の失敗回数が所定回数以上であるか否かを判定する。認証方法変更判定部５は、エンティティ認証の失敗回数が所定回数以上であると判定すると、エンティティ認証の認証結果が異常であることを記憶する。 When the entity authentication processing unit 3 determines that the entity authentication request has a normal request pattern, it compares the data format of the received entity authentication request with a predetermined normal data format and determines whether the received entity authentication request has a normal data format. When the entity authentication processing unit 3 determines that the entity authentication request does not have a normal data format, it notifies the authentication method change determination unit 5 and the reprogramming tool 6 of an abnormality in the entity authentication result. The authentication method change determination unit 5 compares the number of entity authentication failures with a predetermined number and determines whether the number of entity authentication failures is equal to or greater than the predetermined number. When the authentication method change determination unit 5 determines that the number of entity authentication failures is equal to or greater than the predetermined number, it stores that the authentication result of the entity authentication is abnormal.
エンティティ認証処理部３は、エンティティ認証要求が正常なデータフォーマットであると判定すると、エンティティ認証処理を実施する。エンティティ認証処理部３は、エンティティ認証に失敗したと判定すると、エンティティ認証結果の異常を認証方法変更判定部５及びリプログツール６へ通知する。認証方法変更判定部５は、エンティティ認証の失敗回数を所定回数と照合し、エンティティ認証の失敗回数が所定回数以上であるか否かを判定する。認証方法変更判定部５は、エンティティ認証の失敗回数が所定回数以上であると判定すると、エンティティ認証の認証結果が異常であることを記憶する。エンティティ認証処理部３は、エンティティ認証に成功したと判定すると、エンティティ認証の認証結果の正常をリプログツール６へ通知する。 If the entity authentication processing unit 3 determines that the entity authentication request has a valid data format, it performs entity authentication processing. If the entity authentication processing unit 3 determines that entity authentication has failed, it notifies the authentication method change determination unit 5 and the reprogramming tool 6 of an abnormality in the entity authentication result. The authentication method change determination unit 5 compares the number of entity authentication failures with a predetermined number and determines whether the number of entity authentication failures is equal to or greater than the predetermined number. If the authentication method change determination unit 5 determines that the number of entity authentication failures is equal to or greater than the predetermined number, it stores that the authentication result of entity authentication is abnormal. If the entity authentication processing unit 3 determines that entity authentication has been successful, it notifies the reprogramming tool 6 that the authentication result of entity authentication is normal.
書き換え認証処理部４は、外部から書き換え認証要求を受信すると、書き換え認証用の鍵情報と暗号エンジンとを用いて書き換え認証処理を実施する。この場合、書き換え認証用の鍵情報及び暗号エンジンはそれぞれ複数が用意されている。書き換え認証処理部４は、複数の書き換え認証用の鍵情報の中から何れか一つを選定すると共に複数の暗号エンジンの中から何れか一つを選定して認証方法を決定し、その決定した認証方法を用いて書き換え認証処理を実施する。書き換え認証処理部４は、書き換え認証処理を実施すると、その書き換え認証が成功の場合は、書き換え認証の認証結果をリプログツール６へ通知し、その書き換え認証が失敗の場合は、書き換え認証の認証結果を認証方法変更判定部５及びリプログツール６へ通知する。 When the rewrite authentication processing unit 4 receives a rewrite authentication request from an external device, it performs the rewrite authentication process using the rewrite authentication key information and cryptographic engine. In this case, multiple pieces of rewrite authentication key information and multiple cryptographic engines are prepared. The rewrite authentication processing unit 4 selects one piece of rewrite authentication key information from the multiple pieces of rewrite authentication key information and one piece of cryptographic engines from the multiple pieces of rewrite authentication key information to determine the authentication method, and performs the rewrite authentication process using the determined authentication method. After performing the rewrite authentication process, if the rewrite authentication is successful, the rewrite authentication processing unit 4 notifies the reprogramming tool 6 of the authentication result of the rewrite authentication. If the rewrite authentication is unsuccessful, the rewrite authentication processing unit 4 notifies the authentication method change determination unit 5 and the reprogramming tool 6 of the authentication result of the rewrite authentication.
書き換え認証処理部４は、外部から書き換え認証要求を受信すると、その受信した書き換え認証要求の要求パターンを予め定められている正常な要求パターンと照合し、書き換え認証要求が正常な要求パターンであるか否かを判定する。書き換え認証処理部４は、書き換え認証要求が正常な要求パターンでないと判定すると、エンティティ認証の認証結果の記憶値が異常である場合に、書き換え認証結果の異常を認証方法変更判定部５及びリプログツール６へ通知する。書き換え認証処理部４は、書き換え認証要求が正常な要求パターンであると判定すると、その受信した書き換え認証要求のデータフォーマットを予め定められている正常なデータフォーマットと照合し、その受信した書き換え認証要求が正常なデータフォーマットであるか否かを判定する。書き換え認証処理部４は、書き換え認証要求が正常なデータフォーマットでないと判定すると、エンティティ認証の認証結果の記憶値が異常である場合に、書き換え認証結果の異常を認証方法変更判定部５及びリプログツール６へ通知する。 When the rewrite authentication processing unit 4 receives a rewrite authentication request from outside, it compares the request pattern of the received rewrite authentication request with a predetermined normal request pattern and determines whether the rewrite authentication request is a normal request pattern. If the rewrite authentication processing unit 4 determines that the rewrite authentication request is not a normal request pattern, and if the stored value of the authentication result of entity authentication is abnormal, it notifies the authentication method change determination unit 5 and the reprogramming tool 6 of the abnormality in the rewrite authentication result. If the rewrite authentication processing unit 4 determines that the rewrite authentication request is a normal request pattern, it compares the data format of the received rewrite authentication request with a predetermined normal data format and determines whether the received rewrite authentication request is a normal data format. If the rewrite authentication processing unit 4 determines that the rewrite authentication request is not a normal data format, and if the stored value of the authentication result of entity authentication is abnormal, it notifies the authentication method change determination unit 5 and the reprogramming tool 6 of the abnormality in the rewrite authentication result.
書き換え認証処理部４は、書き換え認証要求が正常なデータフォーマットであると判定すると、書き換え認証処理を実施する。書き換え認証処理部４は、書き換え認証に失敗すると、エンティティ認証の認証結果の記憶値が異常である場合に、書き換え認証結果の異常を認証方法変更判定部５及びリプログツール６へ通知する。認証方法変更判定部５は、エンティティ認証の認証結果の記憶値が正常である場合に、書き換え認証の失敗回数を所定回数と照合し、書き換え認証の失敗回数が所定回数以上であるか否かを判定する。認証方法変更判定部５は、書き換え認証の失敗回数が所定回数以上であると判定すると、書き換え認証結果の異常を確定する。書き換え認証処理部４は、書き換え認証に成功すると、書き換え認証結果の正常をリプログツール６へ通知する。 When the rewrite authentication processing unit 4 determines that the rewrite authentication request has a normal data format, it performs the rewrite authentication process. When the rewrite authentication fails and the stored value of the authentication result of entity authentication is abnormal, the rewrite authentication processing unit 4 notifies the authentication method change determination unit 5 and the reprogramming tool 6 of the abnormality in the rewrite authentication result. When the stored value of the authentication result of entity authentication is normal, the authentication method change determination unit 5 compares the number of rewrite authentication failures with a predetermined number and determines whether the number of rewrite authentication failures is equal to or greater than the predetermined number. When the authentication method change determination unit 5 determines that the number of rewrite authentication failures is equal to or greater than the predetermined number, it confirms that the rewrite authentication result is abnormal. When the rewrite authentication processing unit 4 is successful, it notifies the reprogramming tool 6 that the rewrite authentication result is normal.
認証方法変更判定部５は、エンティティ認証要求の履歴を記憶するエンティティ認証要求履歴記憶部５ａと、書き換え認証要求の履歴を記憶する書き換え認証要求履歴記憶部５ｂとを備える。エンティティ認証要求履歴記憶部５ａは、外部からのエンティティ認証要求の認証が所定回数以上失敗したことを記憶する。書き換え認証要求履歴記憶部５ｂは、外部からの正しい要求パターン且つ正しいデータフォーマットによる書き換え認証要求の認証が所定回数以上失敗したことを記憶する。 The authentication method change determination unit 5 includes an entity authentication request history storage unit 5a that stores the history of entity authentication requests, and a rewrite authentication request history storage unit 5b that stores the history of rewrite authentication requests. The entity authentication request history storage unit 5a stores the number of times when authentication of an external entity authentication request has failed. The rewrite authentication request history storage unit 5b stores the number of times when authentication of an external rewrite authentication request using a correct request pattern and correct data format has failed.
図２に示すように、不正なリプログツール７がＥＣＵ１に接続された場合でも最初にエンティティ認証処理を実施するが、エンティティ認証が突破されると、続いて書き換え認証処理を実施し、書き換え認証も突破されると、不正なプログラムの書き換えが実施される可能性がある。即ち、先行するエンティティ認証と後続する書き換え認証とが順番に突破されると、不正なプログラムの書き換えが実施される可能性がある。この場合、エンティティ認証処理部３は、不正なリプログツール７から不正なエンティティ認証要求を受信すると、エンティティ認証に失敗するが、不正なリプログツール７は、エンティティ認証が成功するまでパラメータを変更してエンティティ認証要求のＥＣＵ１への送信を繰り返す。 As shown in Figure 2, even when an unauthorized reprogramming tool 7 is connected to the ECU 1, entity authentication processing is performed first. However, if entity authentication is breached, rewrite authentication processing is then performed. If rewrite authentication is also breached, unauthorized program rewriting may be performed. In other words, if the preceding entity authentication and the subsequent rewrite authentication are breached in sequence, unauthorized program rewriting may be performed. In this case, when the entity authentication processing unit 3 receives an unauthorized entity authentication request from the unauthorized reprogramming tool 7, entity authentication fails. However, the unauthorized reprogramming tool 7 changes parameters and repeatedly sends entity authentication requests to the ECU 1 until entity authentication is successful.
ここで、セキュリティ上の脆弱性を突き、エンティティ認証に成功すると、エンティティ認証の認証結果が正常となり、不正なリプログツール７は、不正な書き換え認証要求をＥＣＵ１へ送信する。書き換え認証処理部４は、不正なリプログツール７から不正な書き換え認証要求を受信すると、書き換え認証の認証結果が異常となる。しかしながら、エンティティ認証の認証結果が正常であるので、エンティティ認証で使用している鍵情報、暗号アルゴリズムを含む暗号エンジン情報、乱数生成アルゴリズムを含む乱数生成情報等が解読されている可能性が高い。即ち、先行するエンティティ認証の認証結果が正常である状況で後続する書き換え認証の認証結果が異常であれば、エンティティ認証で使用している鍵情報、暗号エンジン情報、乱数生成情報等が解読されている可能性が高い。 If a security vulnerability is exploited and entity authentication is successful, the authentication result of the entity authentication will be normal, and the unauthorized reprogramming tool 7 will send an unauthorized rewrite authentication request to the ECU 1. If the rewrite authentication processing unit 4 receives an unauthorized rewrite authentication request from the unauthorized reprogramming tool 7, the authentication result of the rewrite authentication will be abnormal. However, because the authentication result of the entity authentication is normal, it is highly likely that the key information, encryption engine information including the encryption algorithm, random number generation information including the random number generation algorithm, etc. used in the entity authentication have been decrypted. In other words, if the authentication result of the preceding entity authentication is normal and the authentication result of the subsequent rewrite authentication is abnormal, it is highly likely that the key information, encryption engine information, random number generation information, etc. used in the entity authentication have been decrypted.
このような状況に対し、認証方法変更判定部５は、エンティティ認証の認証結果が正常である状況で書き換え認証の認証結果が異常となると、不正な認証要求を検知し、エンティティ認証の認証方法を変更する。具体的には、認証方法変更判定部５は、鍵情報の変更要求、暗号アルゴリズムの変更要求、乱数生成アルゴリズムの変更要求をエンティティ認証処理部３へ送信し、エンティティ認証で使用する鍵情報、暗号アルゴリズム、乱数生成アルゴリズムの変更をエンティティ認証処理部３に要求する。続いてエンティティ認証処理部３、エンティティ認証の認証方式を変更し、次回以降のエンティティ認証要求時には変更後の認証方式で認証を行う。 In such a situation, if the authentication result of rewrite authentication is abnormal when the authentication result of entity authentication is normal, the authentication method change determination unit 5 detects an invalid authentication request and changes the authentication method of entity authentication. Specifically, the authentication method change determination unit 5 sends a request to change the key information, encryption algorithm, and random number generation algorithm to the entity authentication processing unit 3, requesting the entity authentication processing unit 3 to change the key information, encryption algorithm, and random number generation algorithm used in entity authentication. The entity authentication processing unit 3 then changes the authentication method of entity authentication, and performs authentication using the changed authentication method from the next time an entity authentication request is made.
認証方法変更判定部５は、エンティティ認証の認証方法を変更することに加え、書き換え認証の認証方法を変更しても良い。具体的には、認証方法変更判定部５は、鍵情報の変更要求、暗号アルゴリズムの変更要求、乱数生成アルゴリズムの変更要求を書き換え認証処理部４へ送信し、書き換え認証で使用する鍵情報、暗号アルゴリズム、乱数生成アルゴリズムの変更を書き換え認証処理部４に要求する。続いて書き換え認証処理部４は、認証方式を変更し、次回以降の書き換え認証要求時には変更後の認証方式で認証を行う。 In addition to changing the authentication method for entity authentication, the authentication method change determination unit 5 may also change the authentication method for rewrite authentication. Specifically, the authentication method change determination unit 5 sends a request to change the key information, encryption algorithm, and random number generation algorithm to the rewrite authentication processing unit 4, requesting the rewrite authentication processing unit 4 to change the key information, encryption algorithm, and random number generation algorithm used in rewrite authentication. The rewrite authentication processing unit 4 then changes the authentication method, and performs authentication using the changed authentication method on subsequent rewrite authentication requests.
鍵管理サーバ８がエンティティ認証用の鍵情報及び書き換え認証用の鍵情報を管理する構成では、不正なリプログツール７が鍵管理サーバ８にアクセス不可であるので、ＥＣＵ１においては、エンティティ認証が突破された場合でもエンティティ認証用の鍵情報を変更することで次回の不正なエンティティ認証要求に対処可能となる。ＥＣＵ１においては、エンティティ認証用の暗号アルゴリズムや乱数生成アルゴリズムも変更することで次回の不正なエンティティ認証要求に強固に対処可能となる。又、ＥＣＵ１においては、書き換え認証が突破された場合でも書き換え認証用の鍵情報を変更することで次回の不正な書き換え認証要求に対処可能となる。ＥＣＵ１においては、書き換え認証用の暗号アルゴリズムや乱数生成アルゴリズムも変更することで次回の不正な書き換え認証要求に強固に対処可能となる。 In a configuration in which the key management server 8 manages key information for entity authentication and key information for rewrite authentication, an unauthorized reprogramming tool 7 cannot access the key management server 8. Therefore, even if entity authentication is breached, the ECU 1 can deal with the next unauthorized entity authentication request by changing the key information for entity authentication. The ECU 1 can also robustly deal with the next unauthorized entity authentication request by changing the encryption algorithm and random number generation algorithm for entity authentication. Furthermore, even if rewrite authentication is breached, the ECU 1 can deal with the next unauthorized rewrite authentication request by changing the key information for rewrite authentication. The ECU 1 can also robustly deal with the next unauthorized rewrite authentication request by changing the encryption algorithm and random number generation algorithm for rewrite authentication.
尚、エンティティ認証用の鍵情報及び書き換え認証用の鍵情報を変更することが必須でなくても良い。即ち、認証方法変更判定部５は、鍵情報の変更要求、暗号アルゴリズムの変更要求、乱数生成アルゴリズムの変更要求のうち少なくとも何れか一つをエンティティ認証処理部３や書き換え認証処理部４へ送信し、鍵情報、暗号アルゴリズム、乱数生成アルゴリズムのうち少なくとも何れか一つの変更をエンティティ認証処理部３や書き換え認証処理部４に要求しても良い。又、認証方式の変更は、エンティティ認証処理部３又は書き換え認証処理部４の両方又は何れか一つであっても良い。 Note that it is not necessary to change the key information for entity authentication and the key information for rewrite authentication. That is, the authentication method change determination unit 5 may send at least one of a request to change the key information, a request to change the encryption algorithm, or a request to change the random number generation algorithm to the entity authentication processing unit 3 or the rewrite authentication processing unit 4, and request the entity authentication processing unit 3 or the rewrite authentication processing unit 4 to change at least one of the key information, encryption algorithm, or random number generation algorithm. Furthermore, the authentication method may be changed by both or either one of the entity authentication processing unit 3 or the rewrite authentication processing unit 4.
次に、上記した構成の作用について図３から図５を参照して説明する。
制御部２は、認証処理を開始すると、外部からのエンティティ認証要求の受信を待機する（Ｓ１）。制御部２は、外部からのエンティティ認証要求を受信したと判定すると（Ｓ１：ＹＥＳ）、その受信したエンティティ認証要求が正常な要求パターンであるか否かを判定する（Ｓ２）。制御部２は、その受信したエンティティ認証要求が正常な要求パターンでないと判定すると（Ｓ２：ＮＯ）、エンティティ認証に失敗したと特定し、エンティティ認証の失敗回数をカウントアップし（Ｓ３）、そのカウントアップした回数が所定回数以上であるか否かを判定する（Ｓ４）。
Next, the operation of the above-described configuration will be described with reference to FIGS.
When the control unit 2 starts the authentication process, it waits for reception of an entity authentication request from outside (S1). If the control unit 2 determines that an entity authentication request has been received from outside (S1: YES), it determines whether the received entity authentication request has a normal request pattern (S2). If the control unit 2 determines that the received entity authentication request does not have a normal request pattern (S2: NO), it determines that the entity authentication has failed, counts up the number of entity authentication failures (S3), and determines whether the counted number is equal to or greater than a predetermined number (S4).
制御部２は、エンティティ認証の失敗回数が所定回数未満であると判定すると（Ｓ４：ＮＯ）、エンティティ認証の認証異常を認証要求の送信元へ送信し（Ｓ６）、ステップＳ１に戻り、外部からのエンティティ認証要求の受信を待機する。一方、制御部２は、エンティティ認証の失敗回数が所定回数以上であると判定すると（Ｓ４：ＹＥＳ）、エンティティ認証の認証結果が異常であることを記憶し（Ｓ５）、エンティティ認証の認証異常を認証要求の送信元へ送信し（Ｓ６）、ステップＳ１に戻り、外部からのエンティティ認証要求の受信を待機する。 If the control unit 2 determines that the number of entity authentication failures is less than the predetermined number (S4: NO), it sends an authentication abnormality notification for entity authentication to the sender of the authentication request (S6), returns to step S1, and waits to receive an entity authentication request from outside. On the other hand, if the control unit 2 determines that the number of entity authentication failures is equal to or greater than the predetermined number (S4: YES), it stores that the authentication result of entity authentication is abnormal (S5), sends an authentication abnormality notification for entity authentication to the sender of the authentication request (S6), returns to step S1, and waits to receive an entity authentication request from outside.
制御部２は、その受信したエンティティ認証要求が正常な要求パターンであると判定すると（Ｓ２：ＹＥＳ）、その受信したエンティティ認証要求が正常なデータフォーマットであるか否かを判定する（Ｓ７）。制御部２は、その受信したエンティティ認証要求が正常なデータフォーマットでないと判定すると（Ｓ７：ＮＯ）、エンティティ認証に失敗したと特定し、この場合も、上記したステップＳ３以降の処理を実施する。 If the control unit 2 determines that the received entity authentication request has a normal request pattern (S2: YES), it determines whether the received entity authentication request has a normal data format (S7). If the control unit 2 determines that the received entity authentication request does not have a normal data format (S7: NO), it determines that entity authentication has failed, and in this case, it also performs the processing from step S3 onwards described above.
制御部２は、その受信したエンティティ認証要求が正常なデータフォーマットであると判定すると（Ｓ７：ＹＥＳ）、エンティティ認証処理部３においてエンティティ認証処理を実施し（Ｓ８）、エンティティ認証の成功又は失敗を判定する（Ｓ９）。制御部２は、エンティティ認証の失敗を判定すると（Ｓ９：ＮＯ）、この場合も、上記したステップＳ３以降の処理を実施する。 If the control unit 2 determines that the received entity authentication request has a normal data format (S7: YES), it performs entity authentication processing in the entity authentication processing unit 3 (S8) and determines whether the entity authentication was successful or unsuccessful (S9). If the control unit 2 determines that the entity authentication was unsuccessful (S9: NO), it also performs the processing from step S3 onwards.
制御部２は、エンティティ認証の成功を判定すると（Ｓ９：ＹＥＳ）、エンティティ認証の認証正常を認証要求の送信元へ送信し（Ｓ１０）、外部からの書き換え認証要求の受信を待機する（Ｓ１１）。制御部２は、外部からの書き換え認証要求を受信したと判定すると（Ｓ１１：ＹＥＳ）、その受信した書き換え認証要求が正常な要求パターンであるか否かを判定する（Ｓ１２）。制御部２は、その受信した書き換え認証要求が正常な要求パターンでないと判定すると（Ｓ１２：ＮＯ）、書き換え認証に失敗したと特定し、エンティティ認証の認証結果の記憶値が異常を示す値であるか否かを判定する（Ｓ１３）。 When the control unit 2 determines that the entity authentication was successful (S9: YES), it transmits a successful entity authentication to the sender of the authentication request (S10) and waits to receive a rewrite authentication request from outside (S11). When the control unit 2 determines that a rewrite authentication request has been received from outside (S11: YES), it determines whether the received rewrite authentication request has a normal request pattern (S12). When the control unit 2 determines that the received rewrite authentication request does not have a normal request pattern (S12: NO), it determines that the rewrite authentication has failed and determines whether the stored value of the authentication result of the entity authentication is a value indicating an abnormality (S13).
制御部２は、エンティティ認証の認証結果の記憶値が異常を示す値であると判定すると（Ｓ１３：ＹＥＳ）、エンティティ認証の認証方法変更要求を発動し（Ｓ１４）、エンティティ認証処理部３におけるエンティティ認証の認証方法を変更する（Ｓ１５）。即ち、制御部２は、エンティティ認証で使用する鍵情報、暗号アルゴリズム、乱数生成アルゴリズムを変更する。制御部２は、エンティティ認証の認証結果の記憶値及びエンティティ認証の失敗回数カウンタをクリアし（Ｓ１６）、書き換え認証の認証異常を認証要求の送信元へ送信し（Ｓ１７）、ステップＳ１に戻り、外部からのエンティティ認証要求の受信を待機する。 When the control unit 2 determines that the stored value of the authentication result of entity authentication is a value indicating an abnormality (S13: YES), it issues a request to change the authentication method of entity authentication (S14) and changes the authentication method of entity authentication in the entity authentication processing unit 3 (S15). That is, the control unit 2 changes the key information, encryption algorithm, and random number generation algorithm used in entity authentication. The control unit 2 clears the stored value of the authentication result of entity authentication and the entity authentication failure counter (S16), sends an authentication abnormality of rewrite authentication to the sender of the authentication request (S17), returns to step S1, and waits to receive an entity authentication request from outside.
一方、制御部２は、エンティティ認証の認証結果の記憶値が正常を示す値であると判定すると（Ｓ１３：ＮＯ）、書き換え認証の失敗回数が所定回数以上であるか否かを判定する（Ｓ１８）。制御部２は、書き換え認証の失敗回数が所定未満であると判定すると（Ｓ１８：ＮＯ）、書き換え認証の認証異常を認証要求の送信元へ送信し（Ｓ１７）、ステップＳ１に戻り、外部からのエンティティ認証要求の受信を待機する。 On the other hand, if the control unit 2 determines that the stored value of the authentication result of entity authentication is a value indicating normal (S13: NO), it determines whether the number of rewrite authentication failures is equal to or greater than a predetermined number (S18). If the control unit 2 determines that the number of rewrite authentication failures is less than the predetermined number (S18: NO), it sends an authentication abnormality in the rewrite authentication to the sender of the authentication request (S17), returns to step S1, and waits for receipt of an entity authentication request from outside.
制御部２は、書き換え認証の失敗回数が所定回数以上であると判定すると（Ｓ１８：ＹＥＳ）、書き換え認証の認証結果が異常であることを記憶し（Ｓ１９）、書き換え認証の認証方法変更要求を発動し（Ｓ２０）、書き換え認証処理部４における書き換え認証の認証方法を変更する（Ｓ２１）。即ち、制御部２は、書き換え認証で使用する鍵情報、暗号アルゴリズム、乱数生成アルゴリズムを変更する。制御部２は、書き換え認証の認証結果の記憶値及び書き換え認証の失敗回数カウンタをクリアし（Ｓ２２）、書き換え認証の認証異常を認証要求の送信元へ送信し（Ｓ１７）、ステップＳ１に戻り、外部からのエンティティ認証要求の受信を待機する。 When the control unit 2 determines that the number of rewrite authentication failures is equal to or exceeds the predetermined number (S18: YES), it stores the authentication result of the rewrite authentication as abnormal (S19), initiates a request to change the authentication method for the rewrite authentication (S20), and changes the authentication method for the rewrite authentication in the rewrite authentication processing unit 4 (S21). That is, the control unit 2 changes the key information, encryption algorithm, and random number generation algorithm used in the rewrite authentication. The control unit 2 clears the stored value of the authentication result of the rewrite authentication and the rewrite authentication failure counter (S22), sends a notice of the authentication abnormality for the rewrite authentication to the sender of the authentication request (S17), returns to step S1, and waits to receive an entity authentication request from outside.
制御部２は、その受信した書き換え認証要求が正常な要求パターンであると判定すると（Ｓ１２：ＹＥＳ）、その受信した書き換え認証要求が正常なデータフォーマットであるか否かを判定する（Ｓ２３）。制御部２は、その受信した書き換え認証要求が正常なデータフォーマットでないと判定すると（Ｓ２３：ＮＯ）、書き換え認証に失敗したと特定し、この場合も、上記したステップＳ１３以降の処理を実施する。 If the control unit 2 determines that the received rewrite authentication request has a normal request pattern (S12: YES), it determines whether the received rewrite authentication request has a normal data format (S23). If the control unit 2 determines that the received rewrite authentication request does not have a normal data format (S23: NO), it determines that the rewrite authentication has failed, and in this case, it also performs the processing from step S13 onwards described above.
制御部２は、その受信した書き換え認証要求が正常なデータフォーマットであると判定すると（Ｓ２３：ＹＥＳ）、書き換え認証処理部４において書き換え認証処理を実施し（Ｓ２４）、書き換え認証の成功又は失敗を判定する（Ｓ２５）。制御部２は、書き換え認証の失敗を判定すると（Ｓ２５：ＮＯ）、書き換え認証に失敗したと特定し、書き換え認証の失敗回数をカウントアップし（Ｓ２６）、この場合も、上記したステップＳ１３以降の処理を実施する。 If the control unit 2 determines that the received rewrite authentication request has a normal data format (S23: YES), it performs the rewrite authentication process in the rewrite authentication processing unit 4 (S24) and determines whether the rewrite authentication was successful or unsuccessful (S25). If the control unit 2 determines that the rewrite authentication failed (S25: NO), it determines that the rewrite authentication has failed, increments the number of rewrite authentication failures (S26), and in this case, it also performs the processes from step S13 onwards described above.
一方、制御部２は、書き換え認証の成功を判定すると（Ｓ２５：ＹＥＳ）、エンティティ認証の認証結果の記憶値及びエンティティ認証の失敗回数カウンタをクリアし（Ｓ２７）、書き換え認証の認証結果の記憶値及び書き換え認証の失敗回数カウンタをクリアし（Ｓ２８）、書き換え認証の認証正常を認証要求の送信元へ送信し（Ｓ２９）、認証処理を終了する。 On the other hand, if the control unit 2 determines that the rewrite authentication was successful (S25: YES), it clears the stored value of the authentication result of the entity authentication and the entity authentication failure counter (S27), clears the stored value of the authentication result of the rewrite authentication and the rewrite authentication failure counter (S28), sends a successful rewrite authentication to the sender of the authentication request (S29), and terminates the authentication process.
以上に説明したように実施形態によれば、次に示す作用効果を得ることができる。
ＥＣＵ１において、エンティティ認証と書き換え認証とを順番に実施する場合に、外部からの不正な認証要求を検知し、エンティティ認証の失敗回数が所定回数以上であり、且つ書き換え認証にて外部からの不正な認証要求を検知すると、エンティティ認証の認証方法を変更するようにした。エンティティ認証の認証方法を変更することで、不正なプログラムの書き換えを適切に未然に回避することができる。
As described above, according to the embodiment, the following advantageous effects can be obtained.
When entity authentication and rewrite authentication are performed in sequence in the ECU 1, an unauthorized authentication request from outside is detected, and if the number of times entity authentication fails is equal to or exceeds a predetermined number and an unauthorized authentication request from outside is detected in the rewrite authentication, the authentication method for entity authentication is changed. By changing the authentication method for entity authentication, unauthorized program rewriting can be appropriately prevented in advance.
外部からの不正な認証要求を検知すると、エンティティ認証の認証方法を変更することに加え、書き換え認証の失敗回数が所定回数以上であると、書き換え認証の認証方法を変更するようにした。不正なプログラムの書き換えをより強固に未然に回避することができる。 When an unauthorized authentication request from outside is detected, the authentication method for entity authentication is changed. In addition, if the number of failed rewrite authentication attempts exceeds a predetermined number, the authentication method for rewrite authentication is also changed. This makes it possible to more reliably prevent unauthorized program rewrites.
認証要求が正常な要求パターンでないと判定し、認証の失敗回数が所定回数以上であると判定すると、認証結果が異常であると特定し、外部からの不正な認証要求を検知するようにした。認証要求の要求パターンを正常な要求パターンと照合することで、正常な要求パターンでない認証要求を不正な認証要求として特定することができ、外部からの不正な認証要求を検知することができる。 If it is determined that the authentication request does not have a normal request pattern and that the number of authentication failures exceeds a predetermined number, the authentication result is identified as abnormal and a fraudulent authentication request from outside is detected. By comparing the request pattern of the authentication request with a normal request pattern, it is possible to identify an authentication request that does not have a normal request pattern as a fraudulent authentication request and detect fraudulent authentication requests from outside.
認証要求が正常なデータフォーマットでないと判定し、認証の失敗回数が所定回数以上であると判定すると、認証結果が異常であると特定し、外部からの不正な認証要求を検知するようにした。認証要求のデータフォーマットを正常なデータフォーマットと照合することで、正常なデータフォーマットでない認証要求を不正な認証要求として特定することができ、外部からの不正な認証要求を検知することができる。 If it is determined that the authentication request does not have a valid data format and that the number of authentication failures exceeds a predetermined number, the authentication result is identified as abnormal and a fraudulent authentication request from outside is detected. By comparing the data format of the authentication request with a valid data format, it is possible to identify an authentication request that does not have a valid data format as a fraudulent authentication request and detect fraudulent authentication requests from outside.
認証処理を実施したことによる認証の失敗回数が所定回数以上であると判定すると、認証結果が異常であると特定し、外部からの不正な認証要求を検知するようにした。認証処理を実施したことによる認証の失敗回数を所定回数と照合することで、失敗回数が所定回数以上の書き換え認証要求を不正な認証要求として特定することができ、外部からの不正な認証要求を検知することができる。 If it is determined that the number of authentication failures due to the authentication process is equal to or exceeds a predetermined number, the authentication result is identified as abnormal and a fraudulent authentication request from outside is detected. By comparing the number of authentication failures due to the authentication process with a predetermined number, it is possible to identify rewrite authentication requests that have failed the predetermined number of times or more as fraudulent authentication requests, making it possible to detect fraudulent authentication requests from outside.
上記した実施形態では、リプログツール６がＥＣＵ１に接続されることで、リプログツール６から更新データがＥＣＵ１へ転送されると共に書き換え指示がＥＣＵ１へ通知される構成を説明したが、ＯＴＡセンターから配信された更新データが通信ネットワークを介してＥＣＵ１に転送される構成に適用することもできる。 In the above embodiment, a configuration was described in which the reprogramming tool 6 is connected to the ECU 1, and update data is transferred from the reprogramming tool 6 to the ECU 1 and a rewrite instruction is sent to the ECU 1. However, the configuration can also be applied in which update data distributed from an OTA center is transferred to the ECU 1 via a communications network.
本開示は、実施例に準拠して記述されたが、当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、更には、それらに一要素のみ、それ以上、或いはそれ以下を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。 While the present disclosure has been described with reference to exemplary embodiments, it is understood that the disclosure is not limited to those embodiments or structures. The present disclosure also encompasses various modifications and variations within the scope of equivalents. In addition, various combinations and forms, as well as other combinations and forms including only one element, more than one element, or less than one element, are also within the scope and spirit of the present disclosure.
本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することにより提供された専用コンピュータにより実現されても良い。或いは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によりプロセッサを構成することにより提供された専用コンピュータにより実現されても良い。若しくは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウェア論理回路により構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより実現されても良い。又、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていても良い。 The control unit and method described in this disclosure may be implemented by a special-purpose computer configured by configuring a processor and memory programmed to perform one or more functions embodied in a computer program. Alternatively, the control unit and method described in this disclosure may be implemented by a special-purpose computer configured by configuring a processor with one or more dedicated hardware logic circuits. Alternatively, the control unit and method described in this disclosure may be implemented by one or more special-purpose computers configured by combining a processor and memory programmed to perform one or more functions with a processor configured with one or more hardware logic circuits. Furthermore, the computer program may be stored as instructions executed by a computer on a computer-readable non-transitory tangible recording medium.
図面中、１は電子制御装置、２は制御部、３はエンティティ認証処理部（第１認証処理部）、４は書き換え認証処理部（第２認証処理部）、５は認証方法変更判定部である。 In the diagram, 1 is the electronic control unit, 2 is the control unit, 3 is the entity authentication processing unit (first authentication processing unit), 4 is the rewrite authentication processing unit (second authentication processing unit), and 5 is the authentication method change determination unit.
Claims (6)
前記複数の認証処理をそれぞれ実施する複数の認証処理部（３，４）と、
外部からの不正な認証要求を検知すると、前記複数の認証のうち少なくとも一つの認証方法を変更する認証方法変更判定部（５）と、を備え、
前記複数の認証処理部は、先行する第１認証処理を実施する第１認証処理部（３）と、後続する第２認証処理を実施する第２認証処理部（４）と、を含み、
前記認証方法変更判定部は、前記第１認証の認証結果が前記第１認証処理部により正常であると特定され、前記第２認証の認証結果が前記第２認証処理部により異常であると特定されると、外部からの不正な認証要求を検知し、前記第１認証の認証方法を変更する電子制御装置。 An electronic control device that performs a plurality of authentication processes in sequence when a program is rewritten by receiving update data from an external device,
a plurality of authentication processing units (3, 4) that respectively perform the plurality of authentication processes;
an authentication method change determination unit (5) that changes at least one of the plurality of authentication methods when detecting an unauthorized authentication request from outside ,
the plurality of authentication processing units include a first authentication processing unit (3) that performs a preceding first authentication processing and a second authentication processing unit (4) that performs a subsequent second authentication processing,
The authentication method change determination unit detects an external fraudulent authentication request and changes the authentication method of the first authentication when the authentication result of the first authentication is determined to be normal by the first authentication processing unit and the authentication result of the second authentication is determined to be abnormal by the second authentication processing unit .
前記第２認証処理部は、書き換え認証処理を実施する書き換え認証処理部である請求項１に記載した電子制御装置。 the first authentication processing unit is an entity authentication processing unit that performs entity authentication processing;
2. The electronic control unit according to claim 1 , wherein the second authentication processing unit is a rewrite authentication processing unit that performs rewrite authentication processing .
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